Emissziócsökkentési eljárások nagy tüzelőberendezéseknél
Brenner und Heizsysteme
Füstgázban maradó O2 szabályozás (W-FM 200)
2005. április Copyright © by Weishaupt Kft – Biatorbágy - Hungary
O2-szonda Termoelem-feszültség
Referenciagáz (levegö)
V
Szondafütés
V
Nernst-feszültség
Termoelem
Szilárdtest-elektrolit
Termikus felhajtó erö Januar 2003 Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
füstgáz
A cellafeszültség jelleggörbéje
120 110 Cellafeszültség [mV]
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,05
0,1
0,2 0,3
0,5
1
2
3
5
10
20
O2-tartalom [%] 700°C- nál az értékek: 20,9% O2 10,0% O2 1,0% O2 0,1% O2
= 0,0 mV = 15,5 mV = 63,7 mV = 112,2 mV
Januar 2003 Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
1. Az NOx emisszió keletkezése
NOx = NOx c + NOx t + NOx p tüzelı zelıanyag
kötött N tartalmazó tüzelıanyagok ≈ 70 % N nem tartalmazó tüzelıanyagok
0%
termikus
prompt
≈ 30 %
elhanyagolható
100 %
elhanyagolható
Az NOx emisszió képzıdése a tüzelıanyag szervesen kötött N tartalmának függvényében NOx [ppm]
pakura
könnyőolaj N tartalom [%]
Quelle: Brennstoff Wärme Kraft.
28/11/08
11
A termikus NOx kialakulása
a koncentráció (NO) és a kialakulási sebesség (dNO/dt) 28/11/08
13
2. Módszerek az NOx emisszió csökkentésére
SNCR módszer
Szelektiv nem katalitikus csökkentés – SNCR magas hımérsékleteken 850 – 1080 °C
SCR módszer
Szelektiv katalitikus csökkentés – SCR alacsony hımérsékleteken 180 – 400 °C
Kombinált módszer
Az SNCR és az SCR módszer elınyeinek párositása
3.
Az NOx emisszió nemkatalitikus csökkentése (SNCR) az NO felbontási reakciója:
NH2 + NO H2O + N2 redukáló anyagok (NH2 hordozók): -urea (NH2)2CO
cseppfolyós, vizes oldatban szilárd, granulátum
-ammónia NH3
gáz alakú cseppfolyós, NH4OH-ként
az általános reakció ureával:
4NO + 2(NH2)2 CO + O2 4N2 + 4H2O + 2CO2
az általános reakció ammóniával:
4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O
A SNCR módszer alapjai Az NOx emisszió csökkentése és az NH3 mellékemisszió a reakció hımérséklet függvényében
NH3
NO
Az urea az optimális NOx redukáló anyag ! Az urea fı elınyei az ammóniával szemben: - az ammó ammónia, má már jó jóval 100 °C alatt elpá elpárolog, tehá tehát a fü füstgá stgázáram kö közepé zepébe való való szá szállitá llitása bonyolu bonyolult A kö követk vetkezmé ezménye: jelentı jelentıs NH3 mellé mellékemisszió kemisszió és ezzel járó nem kí kívánt mellé mellékreakció kreakciók - az urea (vizes oldatban) fokozatosan ké képez amin gyö gyököket. Ezeknek a fü füstgá stgázáram kö közepé zepébe való való szá szállí llítása garantá garantált A kö minimális NH3 mellé mellékemisszió kemisszió és jó jóval egyszerő egyszerőbb befecskendezé befecskendezési rendszer követk vetkezmé ezménye: minimá
K övetkeztetés: Következtetés: Az urea haszn álata amm ónia helyett egy hat ásos optimaliz álási ezk öz ! használata ammónia hatásos optimalizálási ezköz
Hagyományos SNCR berendezés vízcsöves kazánoknak
ı 1 redukáló anyag tartálya 11Reduktionsmittel Reduktionsmittel 22Misch und Misch undVerteilermodul Verteilermodul 2 elıkészitı / adagoló rendszer 33Wasser Wasser 3 víz 44Druckluft Druckluft 55Verdüsungslanze Verdüsungslanze 4 sőritett levegı 5 befecskendezési rendszer
SNCR berendezés vízcsöves kazánoknak 3 befecskendezési szinttel és akusztikus hımérséklet méréssel
1 redukáló anyag tartálya 11Reduktionsmittel Reduktionsmittel 2 elıkészitı / adagoló rendszer 22Mischund MischundVerteilermodul Verteilermodul 33Wasser Wasser 3 víz 44Druckluft Druckluft Versüsungslanzen 4 sőritett55levegı Versüsungslanzen 66Akustische Akustischeszintek 5 befecskendezési Temperaturmessung Temperaturmessung 6 akusztikus hımérséklet mérés
a redukáló anyag befecskendezı rendszere
csı kihajlítás a tőztér falában
3..
Példák pakura Union Minière Genk (B)
fa hulladékok MVV Mannheim (D)
szemét AVI Amsterdam (NL)
szénpor US Steel Kosice (SK)
(t/h)
160
100
2 x 113
1 x 230
NOx-kiinduló érték
(mg/Nm³)
800
400
350
1200
NOx- elért érték
(mg/Nm³)
< 450
< 80
< 70
< 450
NH3- mellékemisszió(mg/Nm³)
< 10
< 10
< 10
< 10
carbamin
carbamin
NH4OH
urea + adalék
urea + adalék
1x 6
1
teljesitmény
redukáló anyag lándzsák száma
carbamin urea + adalék
2 x 12
1x 8
4. A CO és a por emissziók keletkezése A CO emisszió keletkezése Tökéletes égés esete
C + O2 = CO2
Tökéletlen égés esete
2C + O2 = 2CO
Okok: - oxigénhiány - nem elegendı hımérséklet
A por emisszió összetétele
[%]
por emisszi emisszió ó
100 80 60
elé elégetlen szé szén
40
20
oxid hamu
5. A por és CO emisszió csökkentése adalékok segitségével
[%]
por emisszi emisszió ó
100 80 60
elé elégetlen szé szén 40
elé elégetlen szé szén 20
oxid hamu satamin 3146 adalé adalék né nélkü lkül
oxid hamu satamin 3146 adalé adalékkal
6. Példák BEWAG Berlin Lichterfelde erı erımő kazá kazántipus
BorsigBorsig-Dürrrr-Benson
teljesitmé teljesitmény
500 t/h
égıfajta
BalkBalk-Dürrrr-nyomá nyomásporlasztó sporlasztó x 12
mérési pont
levegı levegı elı elımelegitı melegitı utá után / 69 m szinten
mérés satamin fajta mérés kezdési idıpontja keverési arány
1+2
3+4
5+6
7+8
9+10
11+12
13+14
-
F tipus
FS tipus
FS tipus
FS tipus
L tipus
L tipus
10:30
11:30
12:40
14:30
15:00
15:30
16:00
-
1:1500
1:1800
1:3700
1:5600
1:4000
1:2500
teljesitmény
t/h
470
480
470
470
470
470
465
pakura mennyiség
t/h
31
31
31
30.5
30.5
30.5
30.5
O2 levegı elımelegitı elıtt
%
0,7
0,75
0,8
0,7
0,65
0,65
0,65
füstgáz áttetszöség
0-0,3
0,2-0,13
0,11
0,03
0,01
0,02
0,04
0,03
3
2
1
0-1
1
2
1-2
123,8
72,8
20,8
23,5
25,7
38,1
34,4
43
83
82
80
70
73
Bacharach szám por emisszió 3 % O2 por emisszió csökkentés
mg/nm
%
Emissziókat csökkentő csökkentő tüzeléste üzeléstec chnikai módszerek •Égés alacsony levegőtöbblettel levegőtöbblettel •Leveg Levegőfelosztás őfelosztás •Füstgázvisszavezetés •Tüzel Tüzelőanyag őanyag kiegyensú kiegyensúlyozása Ami többnyire nem lehetséges: a tüzelőanyag tüzelőanyag tulajdonságainak a befoly befolyásolása
A tüzeléstec tüzeléstechnikai eljárások alkalmazását
gátolja a ko koksz elégésének hirtelen romlása levegő leveg ő hiány esetében
Az égés optimalizálása ERC adalékok segítségével
28/11/08
23
Adalékokkal elérhető elérhető el előnyök őnyök
•magasabb tüzelőanyagmennyiség tüzelőanyagmennyiség bevetése (energiafejlesztés) •alacsonyabb emissziók •kisebb áramfogyasztás a ventilátorok által •jobb hamuminőség hamuminőség •csökkent érzékenység a váltakozó tüzelőanyagminőségre tüzelőanyagminőségre •kevesebb lerakódás a hőcserélőkön hőcserélőkön
Adalékokkal elérhető elérhető el előnyök őnyök paraméter elégetlenek levegőtöbblet szálló hamu / salak - arány
eredmény
előny
- 50 %
hatásfoknövelés
kisebb áramfogyasztás a ventilátorok által nem alacsonyabb elraktárolási kiszámitható költségek - 20 %
tüzelőanyagmennyiség
+ 10 %
támasztótűz
- 30 %
lerakódások emisszió csökkentés
? C O – 60 % NOx – 20 %
magasabb teljesítmény tüzelőanyagköltségek csökkentése jobb hőáttétel, kevesebb korrózió a határértékek betartása
carbamin égési katalizátorok Különbözı tüzelıanyagokkal és kazánoknál elért gyakorlati értékek Tüzelıanyag
30
% 60
25
31
65
59
40
17
85
84
24
elıtoló lengı rostély vándorrostély
25
23
55
48
Kıszén
30
portüzelés
65
÷
60
54
Antracit
33
vándorrostély
64
21
45
39
24
62
57
Barnaszén Kevert tüzelıanyag Kıszén
Átlagérték
MJ/kg 10 - 14
Tüzelési mód
Teljesítmény Füstgázmennyiség CO-csökkenés csökkenése gız
Izzási veszteség csökkenése % 55
Fa
Főtıérték
elıtoló rostély
t/h 30
11,4
vándorrostély
ca. 17
%
Amióta belevezetjük a füstgázt a kráterbe, senki sem panaszodik többet az emissziók miatt!
2005. április Copyright © by Weishaupt Kft – Biatorbágy - Hungary
